git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_convolution.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2012-2013 Oka Motofumi (chikuzen.mo at gmail dot com)
   3  * Copyright (c) 2015 Paul B Mahol
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "libavutil/avstring.h"
  23 #include "libavutil/imgutils.h"
  24 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  25 #include "libavutil/opt.h"
  26 #include "libavutil/pixdesc.h"
  27 #include "avfilter.h"
  28 #include "convolution.h"
  29 #include "formats.h"
  30 #include "internal.h"
  31 #include "video.h"
  32
  33 #define OFFSET(x) offsetof(ConvolutionContext, x)
  34 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  35
  36 static const AVOption convolution_options[] = {
  37     { "0m", "set matrix for 1st plane", OFFSET(matrix_str[0]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0 0 0 0 1 0 0 0 0"}, 0, 0, FLAGS },
  38     { "1m", "set matrix for 2nd plane", OFFSET(matrix_str[1]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0 0 0 0 1 0 0 0 0"}, 0, 0, FLAGS },
  39     { "2m", "set matrix for 3rd plane", OFFSET(matrix_str[2]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0 0 0 0 1 0 0 0 0"}, 0, 0, FLAGS },
  40     { "3m", "set matrix for 4th plane", OFFSET(matrix_str[3]), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0 0 0 0 1 0 0 0 0"}, 0, 0, FLAGS },
  41     { "0rdiv", "set rdiv for 1st plane", OFFSET(rdiv[0]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  42     { "1rdiv", "set rdiv for 2nd plane", OFFSET(rdiv[1]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  43     { "2rdiv", "set rdiv for 3rd plane", OFFSET(rdiv[2]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  44     { "3rdiv", "set rdiv for 4th plane", OFFSET(rdiv[3]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  45     { "0bias", "set bias for 1st plane", OFFSET(bias[0]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  46     { "1bias", "set bias for 2nd plane", OFFSET(bias[1]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  47     { "2bias", "set bias for 3rd plane", OFFSET(bias[2]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  48     { "3bias", "set bias for 4th plane", OFFSET(bias[3]), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0.0}, 0.0, INT_MAX, FLAGS},
  49     { "0mode", "set matrix mode for 1st plane", OFFSET(mode[0]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=MATRIX_SQUARE}, 0, MATRIX_NBMODES-1, FLAGS, "mode" },
  50     { "1mode", "set matrix mode for 2nd plane", OFFSET(mode[1]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=MATRIX_SQUARE}, 0, MATRIX_NBMODES-1, FLAGS, "mode" },
  51     { "2mode", "set matrix mode for 3rd plane", OFFSET(mode[2]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=MATRIX_SQUARE}, 0, MATRIX_NBMODES-1, FLAGS, "mode" },
  52     { "3mode", "set matrix mode for 4th plane", OFFSET(mode[3]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=MATRIX_SQUARE}, 0, MATRIX_NBMODES-1, FLAGS, "mode" },
  53     { "square", "square matrix",     0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MATRIX_SQUARE}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
  54     { "row",    "single row matrix", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MATRIX_ROW}   , 0, 0, FLAGS, "mode" },
  55     { "column", "single column matrix", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MATRIX_COLUMN}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
  56     { NULL }
  57 };
  58
  59 AVFILTER_DEFINE_CLASS(convolution);
  60
  61 static const int same3x3[9] = {0, 0, 0,
  62                                0, 1, 0,
  63                                0, 0, 0};
  64
  65 static const int same5x5[25] = {0, 0, 0, 0, 0,
  66                                 0, 0, 0, 0, 0,
  67                                 0, 0, 1, 0, 0,
  68                                 0, 0, 0, 0, 0,
  69                                 0, 0, 0, 0, 0};
  70
  71 static const int same7x7[49] = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  72                                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  73                                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  74                                 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0,
  75                                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  76                                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  77                                 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
  78
  79 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  80 {
  81     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  82         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV440P,
  83         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
  84         AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUV420P,
  85         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
  86         AV_PIX_FMT_YUVJ411P, AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
  87         AV_PIX_FMT_YUV420P9, AV_PIX_FMT_YUV422P9, AV_PIX_FMT_YUV444P9,
  88         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV444P10,
  89         AV_PIX_FMT_YUV420P12, AV_PIX_FMT_YUV422P12, AV_PIX_FMT_YUV444P12, AV_PIX_FMT_YUV440P12,
  90         AV_PIX_FMT_YUV420P14, AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV444P14,
  91         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
  92         AV_PIX_FMT_YUVA420P9, AV_PIX_FMT_YUVA422P9, AV_PIX_FMT_YUVA444P9,
  93         AV_PIX_FMT_YUVA420P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA444P10,
  94         AV_PIX_FMT_YUVA422P12, AV_PIX_FMT_YUVA444P12,
  95         AV_PIX_FMT_YUVA420P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
  96         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRP9, AV_PIX_FMT_GBRP10,
  97         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
  98         AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_GBRAP10, AV_PIX_FMT_GBRAP12, AV_PIX_FMT_GBRAP16,
  99         AV_PIX_FMT_GRAY8, AV_PIX_FMT_GRAY9, AV_PIX_FMT_GRAY10, AV_PIX_FMT_GRAY12, AV_PIX_FMT_GRAY14, AV_PIX_FMT_GRAY16,
 100         AV_PIX_FMT_NONE
 101     };
 102
 103     return ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 104 }
 105
 106 typedef struct ThreadData {
 107     AVFrame *in, *out;
 108 } ThreadData;
 109
 110 static void filter16_prewitt(uint8_t *dstp, int width,
 111                              float scale, float delta, const int *const matrix,
 112                              const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 113                              int dstride, int stride)
 114 {
 115     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 116     int x;
 117
 118     for (x = 0; x < width; x++) {
 119         float suma = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[1][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[2][2 * x]) * -1 +
 120                      AV_RN16A(&c[6][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[7][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[8][2 * x]) *  1;
 121         float sumb = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[2][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[3][2 * x]) * -1 +
 122                      AV_RN16A(&c[5][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[6][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[8][2 * x]) *  1;
 123
 124         dst[x] = av_clip(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta, 0, peak);
 125     }
 126 }
 127
 128 static void filter16_roberts(uint8_t *dstp, int width,
 129                              float scale, float delta, const int *const matrix,
 130                              const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 131                              int dstride, int stride)
 132 {
 133     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 134     int x;
 135
 136     for (x = 0; x < width; x++) {
 137         float suma = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[1][2 * x]) * -1;
 138         float sumb = AV_RN16A(&c[4][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[3][2 * x]) * -1;
 139
 140         dst[x] = av_clip(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta, 0, peak);
 141     }
 142 }
 143
 144 static void filter16_sobel(uint8_t *dstp, int width,
 145                            float scale, float delta, const int *const matrix,
 146                            const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 147                            int dstride, int stride)
 148 {
 149     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 150     int x;
 151
 152     for (x = 0; x < width; x++) {
 153         float suma = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[1][2 * x]) * -2 + AV_RN16A(&c[2][2 * x]) * -1 +
 154                      AV_RN16A(&c[6][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[7][2 * x]) *  2 + AV_RN16A(&c[8][2 * x]) *  1;
 155         float sumb = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[2][2 * x]) *  1 + AV_RN16A(&c[3][2 * x]) * -2 +
 156                      AV_RN16A(&c[5][2 * x]) *  2 + AV_RN16A(&c[6][2 * x]) * -1 + AV_RN16A(&c[8][2 * x]) *  1;
 157
 158         dst[x] = av_clip(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta, 0, peak);
 159     }
 160 }
 161
 162 static void filter_prewitt(uint8_t *dst, int width,
 163                            float scale, float delta, const int *const matrix,
 164                            const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 165                            int dstride, int stride)
 166 {
 167     const uint8_t *c0 = c[0], *c1 = c[1], *c2 = c[2];
 168     const uint8_t *c3 = c[3], *c5 = c[5];
 169     const uint8_t *c6 = c[6], *c7 = c[7], *c8 = c[8];
 170     int x;
 171
 172     for (x = 0; x < width; x++) {
 173         float suma = c0[x] * -1 + c1[x] * -1 + c2[x] * -1 +
 174                      c6[x] *  1 + c7[x] *  1 + c8[x] *  1;
 175         float sumb = c0[x] * -1 + c2[x] *  1 + c3[x] * -1 +
 176                      c5[x] *  1 + c6[x] * -1 + c8[x] *  1;
 177
 178         dst[x] = av_clip_uint8(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta);
 179     }
 180 }
 181
 182 static void filter_roberts(uint8_t *dst, int width,
 183                            float scale, float delta, const int *const matrix,
 184                            const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 185                            int dstride, int stride)
 186 {
 187     int x;
 188
 189     for (x = 0; x < width; x++) {
 190         float suma = c[0][x] *  1 + c[1][x] * -1;
 191         float sumb = c[4][x] *  1 + c[3][x] * -1;
 192
 193         dst[x] = av_clip_uint8(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta);
 194     }
 195 }
 196
 197 static void filter_sobel(uint8_t *dst, int width,
 198                          float scale, float delta, const int *const matrix,
 199                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 200                          int dstride, int stride)
 201 {
 202     const uint8_t *c0 = c[0], *c1 = c[1], *c2 = c[2];
 203     const uint8_t *c3 = c[3], *c5 = c[5];
 204     const uint8_t *c6 = c[6], *c7 = c[7], *c8 = c[8];
 205     int x;
 206
 207     for (x = 0; x < width; x++) {
 208         float suma = c0[x] * -1 + c1[x] * -2 + c2[x] * -1 +
 209                      c6[x] *  1 + c7[x] *  2 + c8[x] *  1;
 210         float sumb = c0[x] * -1 + c2[x] *  1 + c3[x] * -2 +
 211                      c5[x] *  2 + c6[x] * -1 + c8[x] *  1;
 212
 213         dst[x] = av_clip_uint8(sqrtf(suma*suma + sumb*sumb) * scale + delta);
 214     }
 215 }
 216
 217 static void filter16_3x3(uint8_t *dstp, int width,
 218                          float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 219                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 220                          int dstride, int stride)
 221 {
 222     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 223     int x;
 224
 225     for (x = 0; x < width; x++) {
 226         int sum = AV_RN16A(&c[0][2 * x]) * matrix[0] +
 227                   AV_RN16A(&c[1][2 * x]) * matrix[1] +
 228                   AV_RN16A(&c[2][2 * x]) * matrix[2] +
 229                   AV_RN16A(&c[3][2 * x]) * matrix[3] +
 230                   AV_RN16A(&c[4][2 * x]) * matrix[4] +
 231                   AV_RN16A(&c[5][2 * x]) * matrix[5] +
 232                   AV_RN16A(&c[6][2 * x]) * matrix[6] +
 233                   AV_RN16A(&c[7][2 * x]) * matrix[7] +
 234                   AV_RN16A(&c[8][2 * x]) * matrix[8];
 235         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 236         dst[x] = av_clip(sum, 0, peak);
 237     }
 238 }
 239
 240 static void filter16_5x5(uint8_t *dstp, int width,
 241                          float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 242                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 243                          int dstride, int stride)
 244 {
 245     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 246     int x;
 247
 248     for (x = 0; x < width; x++) {
 249         int i, sum = 0;
 250
 251         for (i = 0; i < 25; i++)
 252             sum += AV_RN16A(&c[i][2 * x]) * matrix[i];
 253
 254         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 255         dst[x] = av_clip(sum, 0, peak);
 256     }
 257 }
 258
 259 static void filter16_7x7(uint8_t *dstp, int width,
 260                          float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 261                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 262                          int dstride, int stride)
 263 {
 264     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 265     int x;
 266
 267     for (x = 0; x < width; x++) {
 268         int i, sum = 0;
 269
 270         for (i = 0; i < 49; i++)
 271             sum += AV_RN16A(&c[i][2 * x]) * matrix[i];
 272
 273         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 274         dst[x] = av_clip(sum, 0, peak);
 275     }
 276 }
 277
 278 static void filter16_row(uint8_t *dstp, int width,
 279                          float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 280                          const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 281                          int dstride, int stride)
 282 {
 283     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 284     int x;
 285
 286     for (x = 0; x < width; x++) {
 287         int i, sum = 0;
 288
 289         for (i = 0; i < 2 * radius + 1; i++)
 290             sum += AV_RN16A(&c[i][2 * x]) * matrix[i];
 291
 292         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 293         dst[x] = av_clip(sum, 0, peak);
 294     }
 295 }
 296
 297 static void filter16_column(uint8_t *dstp, int height,
 298                             float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 299                             const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 300                             int dstride, int stride)
 301 {
 302     uint16_t *dst = (uint16_t *)dstp;
 303     int y;
 304
 305     for (y = 0; y < height; y++) {
 306         int i, sum = 0;
 307
 308         for (i = 0; i < 2 * radius + 1; i++)
 309             sum += AV_RN16A(&c[i][0 + y * stride]) * matrix[i];
 310
 311         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 312         dst[0] = av_clip(sum, 0, peak);
 313         dst += dstride / 2;
 314     }
 315 }
 316
 317 static void filter_7x7(uint8_t *dst, int width,
 318                        float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 319                        const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 320                        int dstride, int stride)
 321 {
 322     int x;
 323
 324     for (x = 0; x < width; x++) {
 325         int i, sum = 0;
 326
 327         for (i = 0; i < 49; i++)
 328             sum += c[i][x] * matrix[i];
 329
 330         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 331         dst[x] = av_clip_uint8(sum);
 332     }
 333 }
 334
 335 static void filter_5x5(uint8_t *dst, int width,
 336                        float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 337                        const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 338                        int dstride, int stride)
 339 {
 340     int x;
 341
 342     for (x = 0; x < width; x++) {
 343         int i, sum = 0;
 344
 345         for (i = 0; i < 25; i++)
 346             sum += c[i][x] * matrix[i];
 347
 348         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 349         dst[x] = av_clip_uint8(sum);
 350     }
 351 }
 352
 353 static void filter_3x3(uint8_t *dst, int width,
 354                        float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 355                        const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 356                        int dstride, int stride)
 357 {
 358     const uint8_t *c0 = c[0], *c1 = c[1], *c2 = c[2];
 359     const uint8_t *c3 = c[3], *c4 = c[4], *c5 = c[5];
 360     const uint8_t *c6 = c[6], *c7 = c[7], *c8 = c[8];
 361     int x;
 362
 363     for (x = 0; x < width; x++) {
 364         int sum = c0[x] * matrix[0] + c1[x] * matrix[1] + c2[x] * matrix[2] +
 365                   c3[x] * matrix[3] + c4[x] * matrix[4] + c5[x] * matrix[5] +
 366                   c6[x] * matrix[6] + c7[x] * matrix[7] + c8[x] * matrix[8];
 367         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 368         dst[x] = av_clip_uint8(sum);
 369     }
 370 }
 371
 372 static void filter_row(uint8_t *dst, int width,
 373                        float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 374                        const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 375                        int dstride, int stride)
 376 {
 377     int x;
 378
 379     for (x = 0; x < width; x++) {
 380         int i, sum = 0;
 381
 382         for (i = 0; i < 2 * radius + 1; i++)
 383             sum += c[i][x] * matrix[i];
 384
 385         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 386         dst[x] = av_clip_uint8(sum);
 387     }
 388 }
 389
 390 static void filter_column(uint8_t *dst, int height,
 391                           float rdiv, float bias, const int *const matrix,
 392                           const uint8_t *c[], int peak, int radius,
 393                           int dstride, int stride)
 394 {
 395     int y;
 396
 397     for (y = 0; y < height; y++) {
 398         int i, sum = 0;
 399
 400         for (i = 0; i < 2 * radius + 1; i++)
 401             sum += c[i][0 + y * stride] * matrix[i];
 402
 403         sum = (int)(sum * rdiv + bias + 0.5f);
 404         dst[0] = av_clip_uint8(sum);
 405         dst += dstride;
 406     }
 407 }
 408
 409 static void setup_3x3(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
 410                       int x, int w, int y, int h, int bpc)
 411 {
 412     int i;
 413
 414     for (i = 0; i < 9; i++) {
 415         int xoff = FFABS(x + ((i % 3) - 1));
 416         int yoff = FFABS(y + (i / 3) - 1);
 417
 418         xoff = xoff >= w ? 2 * w - 1 - xoff : xoff;
 419         yoff = yoff >= h ? 2 * h - 1 - yoff : yoff;
 420
 421         c[i] = src + xoff * bpc + yoff * stride;
 422     }
 423 }
 424
 425 static void setup_5x5(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
 426                       int x, int w, int y, int h, int bpc)
 427 {
 428     int i;
 429
 430     for (i = 0; i < 25; i++) {
 431         int xoff = FFABS(x + ((i % 5) - 2));
 432         int yoff = FFABS(y + (i / 5) - 2);
 433
 434         xoff = xoff >= w ? 2 * w - 1 - xoff : xoff;
 435         yoff = yoff >= h ? 2 * h - 1 - yoff : yoff;
 436
 437         c[i] = src + xoff * bpc + yoff * stride;
 438     }
 439 }
 440
 441 static void setup_7x7(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
 442                       int x, int w, int y, int h, int bpc)
 443 {
 444     int i;
 445
 446     for (i = 0; i < 49; i++) {
 447         int xoff = FFABS(x + ((i % 7) - 3));
 448         int yoff = FFABS(y + (i / 7) - 3);
 449
 450         xoff = xoff >= w ? 2 * w - 1 - xoff : xoff;
 451         yoff = yoff >= h ? 2 * h - 1 - yoff : yoff;
 452
 453         c[i] = src + xoff * bpc + yoff * stride;
 454     }
 455 }
 456
 457 static void setup_row(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
 458                       int x, int w, int y, int h, int bpc)
 459 {
 460     int i;
 461
 462     for (i = 0; i < radius * 2 + 1; i++) {
 463         int xoff = FFABS(x + i - radius);
 464
 465         xoff = xoff >= w ? 2 * w - 1 - xoff : xoff;
 466
 467         c[i] = src + xoff * bpc + y * stride;
 468     }
 469 }
 470
 471 static void setup_column(int radius, const uint8_t *c[], const uint8_t *src, int stride,
 472                          int x, int w, int y, int h, int bpc)
 473 {
 474     int i;
 475
 476     for (i = 0; i < radius * 2 + 1; i++) {
 477         int xoff = FFABS(x + i - radius);
 478
 479         xoff = xoff >= h ? 2 * h - 1 - xoff : xoff;
 480
 481         c[i] = src + y * bpc + xoff * stride;
 482     }
 483 }
 484
 485 static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 486 {
 487     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 488     ThreadData *td = arg;
 489     AVFrame *in = td->in;
 490     AVFrame *out = td->out;
 491     int plane;
 492
 493     for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
 494         const int mode = s->mode[plane];
 495         const int bpc = s->bpc;
 496         const int radius = s->size[plane] / 2;
 497         const int height = s->planeheight[plane];
 498         const int width  = s->planewidth[plane];
 499         const int stride = in->linesize[plane];
 500         const int dstride = out->linesize[plane];
 501         const int sizeh = mode == MATRIX_COLUMN ? width : height;
 502         const int sizew = mode == MATRIX_COLUMN ? height : width;
 503         const int slice_start = (sizeh * jobnr) / nb_jobs;
 504         const int slice_end = (sizeh * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 505         const float rdiv = s->rdiv[plane];
 506         const float bias = s->bias[plane];
 507         const uint8_t *src = in->data[plane];
 508         const int dst_pos = slice_start * (mode == MATRIX_COLUMN ? bpc : dstride);
 509         uint8_t *dst = out->data[plane] + dst_pos;
 510         const int *matrix = s->matrix[plane];
 511         const uint8_t *c[49];
 512         int y, x;
 513
 514         if (s->copy[plane]) {
 515             if (mode == MATRIX_COLUMN)
 516                 av_image_copy_plane(dst, dstride, src + slice_start * bpc, stride,
 517                                     (slice_end - slice_start) * bpc, height);
 518             else
 519                 av_image_copy_plane(dst, dstride, src + slice_start * stride, stride,
 520                                     width * bpc, slice_end - slice_start);
 521             continue;
 522         }
 523
 524         for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {
 525             const int xoff = mode == MATRIX_COLUMN ? (y - slice_start) * bpc : radius * bpc;
 526             const int yoff = mode == MATRIX_COLUMN ? radius * stride : 0;
 527
 528             for (x = 0; x < radius; x++) {
 529                 const int xoff = mode == MATRIX_COLUMN ? (y - slice_start) * bpc : x * bpc;
 530                 const int yoff = mode == MATRIX_COLUMN ? x * stride : 0;
 531
 532                 s->setup[plane](radius, c, src, stride, x, width, y, height, bpc);
 533                 s->filter[plane](dst + yoff + xoff, 1, rdiv,
 534                                  bias, matrix, c, s->max, radius,
 535                                  dstride, stride);
 536             }
 537             s->setup[plane](radius, c, src, stride, radius, width, y, height, bpc);
 538             s->filter[plane](dst + yoff + xoff, sizew - 2 * radius,
 539                              rdiv, bias, matrix, c, s->max, radius,
 540                              dstride, stride);
 541             for (x = sizew - radius; x < sizew; x++) {
 542                 const int xoff = mode == MATRIX_COLUMN ? (y - slice_start) * bpc : x * bpc;
 543                 const int yoff = mode == MATRIX_COLUMN ? x * stride : 0;
 544
 545                 s->setup[plane](radius, c, src, stride, x, width, y, height, bpc);
 546                 s->filter[plane](dst + yoff + xoff, 1, rdiv,
 547                                  bias, matrix, c, s->max, radius,
 548                                  dstride, stride);
 549             }
 550             if (mode != MATRIX_COLUMN)
 551                 dst += dstride;
 552         }
 553     }
 554
 555     return 0;
 556 }
 557
 558 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 559 {
 560     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 561     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 562     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
 563     int p;
 564
 565     s->depth = desc->comp[0].depth;
 566     s->max = (1 << s->depth) - 1;
 567
 568     s->planewidth[1] = s->planewidth[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->w, desc->log2_chroma_w);
 569     s->planewidth[0] = s->planewidth[3] = inlink->w;
 570     s->planeheight[1] = s->planeheight[2] = AV_CEIL_RSHIFT(inlink->h, desc->log2_chroma_h);
 571     s->planeheight[0] = s->planeheight[3] = inlink->h;
 572
 573     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
 574     s->nb_threads = ff_filter_get_nb_threads(ctx);
 575     s->bpc = (s->depth + 7) / 8;
 576
 577     if (!strcmp(ctx->filter->name, "convolution")) {
 578         if (s->depth > 8) {
 579             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++) {
 580                 if (s->mode[p] == MATRIX_ROW)
 581                     s->filter[p] = filter16_row;
 582                 else if (s->mode[p] == MATRIX_COLUMN)
 583                     s->filter[p] = filter16_column;
 584                 else if (s->size[p] == 3)
 585                     s->filter[p] = filter16_3x3;
 586                 else if (s->size[p] == 5)
 587                     s->filter[p] = filter16_5x5;
 588                 else if (s->size[p] == 7)
 589                     s->filter[p] = filter16_7x7;
 590             }
 591         }
 592 #if CONFIG_CONVOLUTION_FILTER && ARCH_X86_64
 593         ff_convolution_init_x86(s);
 594 #endif
 595     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "prewitt")) {
 596         if (s->depth > 8)
 597             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++)
 598                 s->filter[p] = filter16_prewitt;
 599     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "roberts")) {
 600         if (s->depth > 8)
 601             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++)
 602                 s->filter[p] = filter16_roberts;
 603     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "sobel")) {
 604         if (s->depth > 8)
 605             for (p = 0; p < s->nb_planes; p++)
 606                 s->filter[p] = filter16_sobel;
 607     }
 608
 609     return 0;
 610 }
 611
 612 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 613 {
 614     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 615     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 616     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 617     AVFrame *out;
 618     ThreadData td;
 619
 620     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 621     if (!out) {
 622         av_frame_free(&in);
 623         return AVERROR(ENOMEM);
 624     }
 625     av_frame_copy_props(out, in);
 626
 627     td.in = in;
 628     td.out = out;
 629     ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL, FFMIN3(s->planeheight[1], s->planewidth[1], s->nb_threads));
 630
 631     av_frame_free(&in);
 632     return ff_filter_frame(outlink, out);
 633 }
 634
 635 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 636 {
 637     ConvolutionContext *s = ctx->priv;
 638     int i;
 639
 640     if (!strcmp(ctx->filter->name, "convolution")) {
 641         for (i = 0; i < 4; i++) {
 642             int *matrix = (int *)s->matrix[i];
 643             char *p, *arg, *saveptr = NULL;
 644             float sum = 0;
 645
 646             p = s->matrix_str[i];
 647             while (s->matrix_length[i] < 49) {
 648                 if (!(arg = av_strtok(p, " ", &saveptr)))
 649                     break;
 650
 651                 p = NULL;
 652                 sscanf(arg, "%d", &matrix[s->matrix_length[i]]);
 653                 sum += matrix[s->matrix_length[i]];
 654                 s->matrix_length[i]++;
 655             }
 656
 657             if (!(s->matrix_length[i] & 1)) {
 658                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "number of matrix elements must be odd\n");
 659                 return AVERROR(EINVAL);
 660             }
 661             if (s->mode[i] == MATRIX_ROW) {
 662                 s->filter[i] = filter_row;
 663                 s->setup[i] = setup_row;
 664                 s->size[i] = s->matrix_length[i];
 665             } else if (s->mode[i] == MATRIX_COLUMN) {
 666                 s->filter[i] = filter_column;
 667                 s->setup[i] = setup_column;
 668                 s->size[i] = s->matrix_length[i];
 669             } else if (s->matrix_length[i] == 9) {
 670                 s->size[i] = 3;
 671                 if (!memcmp(matrix, same3x3, sizeof(same3x3)))
 672                     s->copy[i] = 1;
 673                 else
 674                     s->filter[i] = filter_3x3;
 675                 s->setup[i] = setup_3x3;
 676             } else if (s->matrix_length[i] == 25) {
 677                 s->size[i] = 5;
 678                 if (!memcmp(matrix, same5x5, sizeof(same5x5)))
 679                     s->copy[i] = 1;
 680                 else
 681                     s->filter[i] = filter_5x5;
 682                 s->setup[i] = setup_5x5;
 683             } else if (s->matrix_length[i] == 49) {
 684                 s->size[i] = 7;
 685                 if (!memcmp(matrix, same7x7, sizeof(same7x7)))
 686                     s->copy[i] = 1;
 687                 else
 688                     s->filter[i] = filter_7x7;
 689                 s->setup[i] = setup_7x7;
 690             } else {
 691                 return AVERROR(EINVAL);
 692             }
 693
 694             if (sum == 0)
 695                 sum = 1;
 696             if (s->rdiv[i] == 0)
 697                 s->rdiv[i] = 1. / sum;
 698
 699             if (s->copy[i] && (s->rdiv[i] != 1. || s->bias[i] != 0.))
 700                 s->copy[i] = 0;
 701         }
 702     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "prewitt")) {
 703         for (i = 0; i < 4; i++) {
 704             if ((1 << i) & s->planes)
 705                 s->filter[i] = filter_prewitt;
 706             else
 707                 s->copy[i] = 1;
 708             s->size[i] = 3;
 709             s->setup[i] = setup_3x3;
 710             s->rdiv[i] = s->scale;
 711             s->bias[i] = s->delta;
 712         }
 713     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "roberts")) {
 714         for (i = 0; i < 4; i++) {
 715             if ((1 << i) & s->planes)
 716                 s->filter[i] = filter_roberts;
 717             else
 718                 s->copy[i] = 1;
 719             s->size[i] = 3;
 720             s->setup[i] = setup_3x3;
 721             s->rdiv[i] = s->scale;
 722             s->bias[i] = s->delta;
 723         }
 724     } else if (!strcmp(ctx->filter->name, "sobel")) {
 725         for (i = 0; i < 4; i++) {
 726             if ((1 << i) & s->planes)
 727                 s->filter[i] = filter_sobel;
 728             else
 729                 s->copy[i] = 1;
 730             s->size[i] = 3;
 731             s->setup[i] = setup_3x3;
 732             s->rdiv[i] = s->scale;
 733             s->bias[i] = s->delta;
 734         }
 735     }
 736
 737     return 0;
 738 }
 739
 740 static const AVFilterPad convolution_inputs[] = {
 741     {
 742         .name         = "default",
 743         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 744         .config_props = config_input,
 745         .filter_frame = filter_frame,
 746     },
 747     { NULL }
 748 };
 749
 750 static const AVFilterPad convolution_outputs[] = {
 751     {
 752         .name = "default",
 753         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 754     },
 755     { NULL }
 756 };
 757
 758 #if CONFIG_CONVOLUTION_FILTER
 759
 760 AVFilter ff_vf_convolution = {
 761     .name          = "convolution",
 762     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply convolution filter."),
 763     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
 764     .priv_class    = &convolution_class,
 765     .init          = init,
 766     .query_formats = query_formats,
 767     .inputs        = convolution_inputs,
 768     .outputs       = convolution_outputs,
 769     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 770 };
 771
 772 #endif /* CONFIG_CONVOLUTION_FILTER */
 773
 774 #if CONFIG_PREWITT_FILTER
 775
 776 static const AVOption prewitt_options[] = {
 777     { "planes", "set planes to filter", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_INT,  {.i64=15}, 0, 15, FLAGS},
 778     { "scale",  "set scale",            OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, 0.0,  65535, FLAGS},
 779     { "delta",  "set delta",            OFFSET(delta), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, -65535, 65535, FLAGS},
 780     { NULL }
 781 };
 782
 783 AVFILTER_DEFINE_CLASS(prewitt);
 784
 785 AVFilter ff_vf_prewitt = {
 786     .name          = "prewitt",
 787     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply prewitt operator."),
 788     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
 789     .priv_class    = &prewitt_class,
 790     .init          = init,
 791     .query_formats = query_formats,
 792     .inputs        = convolution_inputs,
 793     .outputs       = convolution_outputs,
 794     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 795 };
 796
 797 #endif /* CONFIG_PREWITT_FILTER */
 798
 799 #if CONFIG_SOBEL_FILTER
 800
 801 static const AVOption sobel_options[] = {
 802     { "planes", "set planes to filter", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_INT,  {.i64=15}, 0, 15, FLAGS},
 803     { "scale",  "set scale",            OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, 0.0,  65535, FLAGS},
 804     { "delta",  "set delta",            OFFSET(delta), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, -65535, 65535, FLAGS},
 805     { NULL }
 806 };
 807
 808 AVFILTER_DEFINE_CLASS(sobel);
 809
 810 AVFilter ff_vf_sobel = {
 811     .name          = "sobel",
 812     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply sobel operator."),
 813     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
 814     .priv_class    = &sobel_class,
 815     .init          = init,
 816     .query_formats = query_formats,
 817     .inputs        = convolution_inputs,
 818     .outputs       = convolution_outputs,
 819     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 820 };
 821
 822 #endif /* CONFIG_SOBEL_FILTER */
 823
 824 #if CONFIG_ROBERTS_FILTER
 825
 826 static const AVOption roberts_options[] = {
 827     { "planes", "set planes to filter", OFFSET(planes), AV_OPT_TYPE_INT,  {.i64=15}, 0, 15, FLAGS},
 828     { "scale",  "set scale",            OFFSET(scale), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1.0}, 0.0,  65535, FLAGS},
 829     { "delta",  "set delta",            OFFSET(delta), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=0}, -65535, 65535, FLAGS},
 830     { NULL }
 831 };
 832
 833 AVFILTER_DEFINE_CLASS(roberts);
 834
 835 AVFilter ff_vf_roberts = {
 836     .name          = "roberts",
 837     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply roberts cross operator."),
 838     .priv_size     = sizeof(ConvolutionContext),
 839     .priv_class    = &roberts_class,
 840     .init          = init,
 841     .query_formats = query_formats,
 842     .inputs        = convolution_inputs,
 843     .outputs       = convolution_outputs,
 844     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 845 };
 846
 847 #endif /* CONFIG_ROBERTS_FILTER */